De bodem bevat meer koolstof dan alle bomen ter wereld en de atmosfeer bij elkaar. Uit nieuw onderzoek blijkt dat de bodem tussen 2016 en 2024 jaarlijks ongeveer 3,9 miljard ton broeikasgassen heeft uitgestoten, als gevolg van veranderingen in landgebruik en verstoringen.
Wanneer we nadenken over koolstof en klimaatverandering, kijken we vaak naar de atmosfeer – waar warmtevasthoudende broeikasgassen zich ophopen – of naar de groene boomkronen van bossen die koolstof opnemen. Maar de grootste koolstofvoorraad op het land bevindt zich onder onze voeten.
De bodem bevat meer koolstof dan alle bomen ter wereld en de atmosfeer bij elkaar. Wanneer de bodem wordt verstoord – bijvoorbeeld door ontbossing of intensieve landbouw – kan deze koolstof vrijgeven. Omgekeerd kan de bodem meer koolstof opslaan als landbouwers werkwijzen hanteren die dergelijke verstoringen beperken.
Nieuw onderzoek van WRI en partners toont aan dat verstoorde bodems tussen 2016 en 2024 jaarlijks ongeveer 3,9 miljard ton aan broeikasgassen hebben uitgestoten; een hoeveelheid die bijna gelijk is aan de gecombineerde uitstoot door fossiele brandstoffen van India en Saoedi-Arabië in 2024. Tweederde van deze uitstoot is afkomstig van het droogleggen en verbranden van veen en andere koolstofrijke organische bodems, waarbij het merendeel van deze uitstoot geconcentreerd is in slechts 10 landen. Het resterende derde deel is afkomstig van bodems met een lager koolstofgehalte, verspreid over een veel groter oppervlak.
Toch is de bodem niet overal een bron van uitstoot. In sommige regio’s is de hoeveelheid koolstof in de bodem sinds 2016 juist toegenomen.
In dit artikel leggen we uit wat er speelt rondom de koolstofvoorraad in de wereldwijde bodem. We bespreken waarom het cruciaal is om deze koolstof in de grond te houden – of zelfs de opslag ervan te vergroten – om klimaatverandering tegen te gaan en de voedselsystemen te behouden waar miljarden mensen afhankelijk van zijn.
Wat is bodemkoolstof?
Een handvol aarde lijkt misschien eenvoudig, maar dat is het allerminst. De bodem leeft; ze wemelt van de micro-organismen en vormt een complexe mix van mineralen, water, lucht en organisch materiaal. De bodem kan slechts enkele centimeters diep zijn of zich, afhankelijk van het landschap, tot enkele meters onder het oppervlak uitstrekken. De textuur, minerale samenstelling en vorming van de bodem bepalen hoe goed deze water vasthoudt, plantengroei ondersteunt en voedingsstoffen circuleert. Ze beïnvloeden ook hoeveel koolstof de bodem opslaat en hoe snel deze in de loop der tijd koolstof opneemt of afgeeft.
Een belangrijk onderscheid bij bodems is of ze worden geclassificeerd als mineraal of organisch. Minerale bodems – de bodems die onder de meeste landbouwgrond, graslanden en bossen voorkomen – bedekken het grootste deel van het aardoppervlak en bevatten doorgaans relatief lage concentraties organische koolstof, de koolstof afkomstig van ontbindende of levende organismen.
Koolstofrijke organische bodems daarentegen ontstaan in drassige of zeer natte omstandigheden met weinig zuurstof, waar plantaardig materiaal langzaam ontbindt, waardoor zich in de loop der tijd zeer grote hoeveelheden koolstof ophopen, vaak in de vorm van veen. Veengebieden – de best bestudeerde subgroep van organische bodems – beslaan slechts 3% van het aardoppervlak, maar slaan ongeveer 600 miljard ton koolstof op, oftewel ongeveer een derde van alle organische koolstof in de bodem, tot een diepte van 10 meter.
Hoe definiëren we organische bodems in deze analyse?
Er bestaat geen universele definitie van “organische bodem” of “veengebied”. Verschillende definities hanteren verschillende minimale veendiktes, drempelwaarden voor organische stof, bodemclassificaties en onderliggende datasets, wat resulteert in verschillende schattingen van de omvang van organische bodems. Voor een wereldwijd consistente analyse gebruiken we de bredere categorie organische bodems die is afgestemd op het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), waaronder veengebieden vallen. Dit stelt ons in staat om de standaard internationale methoden (IPCC Tier 1-raamwerk) voor het schatten van emissies te volgen. Onze gegevens over organische bodems mogen niet rechtstreeks worden vergeleken met schattingen van de omvang van veengebieden of emissies.
We hebben organische bodems gedefinieerd met behulp van meerdere datasets. Allereerst hebben we bijna 500.000 geharmoniseerde bodemwaarnemingen van over de hele wereld gebruikt om een bodemclassificatiekaart te maken. We combineerden een tweede dataset met voorspellingen over de veendiepte met de bodemclassificatiekaart om een continue kaart te creëren. Elke pixel op deze kaart vertegenwoordigt een gebied van 30 bij 30 meter (ongeveer de grootte van een honkbalveld) en geeft de waarschijnlijkheid weer dat dit gebied uit organische grond bestaat. Om de omvang van de organische grond te bepalen op basis van de waarschijnlijkheidsdataset, hanteerden we verschillende waarschijnlijkheidsdrempels, afhankelijk van de klimaatzone.
Emissies uit organische en minerale bodems worden volgens de IPCC-richtlijnen verschillend berekend. Emissies uit organische bodems worden geschat door het verstoorde gebied te vermenigvuldigen met een emissiefactor, terwijl koolstofverliezen en -winsten in minerale bodems worden afgeleid uit veranderingen in de organische koolstofvoorraad in de bodem in de loop van de tijd. Emissies uit organische bodems kunnen koolstofdioxide (CO2), methaan en lachgas (gestandaardiseerd in CO2-equivalenten) omvatten en worden hier gezamenlijk gerapporteerd in tonnen broeikasgassen. Voor minerale bodems worden de emissies van methaan en lachgas als gevolg van landbouwbeheer afzonderlijk geschat en hier niet gerapporteerd. We rapporteren veranderingen in de organische koolstof in minerale bodems voor de bovengrond, oftewel de bovenste 30 centimeter van de bodem.
Hoe komt het dat bodems koolstof opnemen en weer afgeven?
Bodems wisselen voortdurend koolstof uit met de atmosfeer, waarbij planten en micro-organismen als schakel fungeren. Tijdens hun groei halen planten kooldioxide (CO2) uit de lucht en slaan dit op in hun bladeren, stengels en wortels. Na verloop van tijd komt een deel van deze koolstof in de bodem terecht via wortels en afstervend plantmateriaal. Bodemmicro-organismen breken dit materiaal af, waarbij het grootste deel van de koolstof als CO2 terugkeert naar de atmosfeer, terwijl een ander deel in de bodem achterblijft – soms wel duizenden jaren lang.
Onder stabiele omgevingsomstandigheden en een constant landgebruik is er sprake van een evenwicht: de hoeveelheid koolstof die de bodem verlaat, is ongeveer gelijk aan de hoeveelheid die erbij komt. Dit evenwicht kan echter worden verstoord. Veranderingen in landgebruik, verstoringen of verschuivingen in het klimaat zorgen ervoor dat er minder koolstof uit planten in de bodem terechtkomt. Tegelijkertijd blijft koolstof via erosie en uitspoeling in de atmosfeer of in oppervlaktewater terechtkomen. Ontbossing, intensieve landbouw, overbegrazing en het droogleggen van koolstofrijke veengebieden – om drassige gronden geschikt te maken voor bijvoorbeeld plantages – zorgen ervoor dat de balans doorslaat naar een netto uitstoot. Ook natuurlijke factoren zoals droogte, bosbranden en stijgende temperaturen (versterkt door klimaatverandering) kunnen het verlies van koolstof uit de bodem versnellen.
De hoeveelheid koolstof die vrijkomt – en de snelheid waarmee dit gebeurt – hangt af van het type bodem. Bij minerale bodems verloopt de uitstoot meestal geleidelijk, aangedreven door een afname van plantaardige koolstof en aanhoudende afbraak- en erosieprocessen. Bij organische bodems kan de uitstoot veel drastischer en abrupter zijn. Wanneer dergelijke bodems worden drooggelegd, dringt er zuurstof binnen die de activiteit van micro-organismen stimuleert. Hierdoor komt er jaar na jaar CO2 vrij en klinkt de bodem na verloop van tijd in, omdat het organische materiaal wordt afgebroken. Droge organische bodems zijn bovendien gevoeliger voor branden, waarbij koolstof die zich over eeuwen heeft opgehoopt, in enkele dagen tijd kan vrijkomen.
Het omgekeerde is ook mogelijk: bodems kunnen koolstof opslaan wanneer er meer plantmateriaal in de bodem terechtkomt en verstoringen worden beperkt. Verbeterde beheerpraktijken op minerale gronden – zoals het gebruik van groenbemesters, het achterlaten van oogstresten op het land, permacultuur (waarbij landbouwmethoden natuurlijke ecosystemen nabootsen) of het aanplanten en behouden van bomen op landbouwgrond (agroforestry) – kunnen helpen om het koolstofgehalte in de bodem op termijn weer op te bouwen. Dit proces verloopt echter vaak traag; het kan decennia duren voordat er meetbare verbeteringen zichtbaar zijn.
David Gibbs, Erin Glen, Nancy Harris, Angela Isabella Scafidi and Serkan Isik
